Question

如图所示，光滑水平轨道上静置一个质量为小物块，轨道右端光滑水平地面上放有质量为、长度为的小车，小车左端靠在水平轨道的右端，且小车上表面和水平轨道相平。质量为小物块以的水平向右的速度和小物块发生正碰，碰后小物块被弹回，速度大小为，小物块滑上小车。已知小物块和小车间的动摩擦因数为，重力加速度=10。

（1）通过计算判断小物块和发生的碰撞是否为弹性碰撞；

（2）小物块在小车上滑行的过程中，因摩擦产生的热量是多大。

 

Answer 1

（1）小物块和发生碰撞，根据动量守恒

                                                                 ①

碰撞前系统的机械能                                               ②

碰撞前系统的机械能                  ③

                                                       

由①②③式代入数据解得

所以小物块和发生的碰撞是弹性碰撞。

                                                                                                          （2）假设小物块和小车最后能共速，根据动量守恒定律

                                         ④

根据摩擦生热方程

                             ⑤

由④⑤式并代入数据得

，假设不成立

小物块在小车上滑行过程中，产生的热量

                                                ⑥

由⑥式并代入数据得

评分标准：①②③式各2分，结果2分；④⑤⑥式各2分，判断和结果各1分，共计16分。